高一物理期末质检复习资料：机械能.doc

洛阳市第十九中学高一物理期末质检复习资料（一）机械能部分高一物理期末质检复习资料（一） 机械能一、基础知识要记牢1恒力做功的公式：WFlcos 2功率(1)平均功率：PF cos (2)瞬时功率：PFvcos 二、方法技巧要用好对于功和功率的理解与计算问题的解决，一般应注意以下几点：(1)准确理解功的定义式WFl及变形式WFlcos 中各物理量的意义，该式仅适用于恒力做功情况。(2)变力做功的求解注意对问题的正确转化，如：将变力转化为恒力。也可应用动能定理等方法求解。(3)对于功率的计算，应注意区分公式P和公式PFv，前式侧重于平均功率的计算，而后式侧重于瞬时功率的计算。三、易错易混要明了(1)求变力做功问题时，不要轻易使用功的定义式进行计算。(2)注意区别平均功率和瞬时功率的计算公式。【复习巩固题】1、如图所示，三个固定的斜面底边长度相等，斜面倾角分别为30、45、60，斜面的表面情况都一样。完全相同的三物体(可视为质点)A、B、C分别从三斜面的顶部滑到底部，在此过程中()A物体A克服摩擦力做的功最多B物体B克服摩擦力做的功最多C物体C克服摩擦力做的功最多D三物体克服摩擦力做的功一样多2、(2012江苏高考)如图所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球。在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点。在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是() A逐渐增大B逐渐减小C先增大，后减小 D先减小，后增大3、质量为1 500 kg的汽车在平直的公路上运动，vt图象如图所示。由此可求()A前25 s内汽车的位移B前10 s内汽车所受的牵引力C前10 s内汽车的平均速度D1525 s内合外力对汽车所做的功4、一质量为m的物体在水平恒力F的作用下沿水平面运动，在t0时刻撤去力F，其vt图象如图1所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为， 则下列关于力F的大小和力F做功W的大小关系式正确的是()AFmgBF2mgCWmgv0t0 DWmgv0t05、放在地面上的物体受到水平拉力的作用，在06 s内其速度与时间图象和拉力的功率与时间图象如图所示，则物体的质量为(g10 m/s2)() A. kg B. kgC. kg D. kg6、(2012上海高考)位于水平面上的物体在水平恒力F1作用下，做速度为v1的匀速运动；若作用力变为斜向上的恒力F2，物体做速度为v2的匀速运动，且F1与F2功率相同。则可能有()AF2F1，v1v2 BF2F1，v1F1，v1v2 DF2F1，v1v27、（09宁夏） 质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t=0时刻开始受到水平力的作用。力的大小F与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则 （ ）A时刻的瞬时功率为B时刻的瞬时功率为C在到这段时间内，水平力的平均功率为D. 在到这段时间内，水平力的平均功率为8、如图所示，质量相同的两物体处于同一高度，A沿固定在地面上的光滑斜面下滑，B自由下落，最后到达同一水平面，则()A重力对两物体做的功相同B重力的平均功率相同C到达底端时重力的瞬时功率PAPBD到达底端时两物体的动能相同，速度相同一、基础知识要记牢(1)机车输出功率：PFv，其中F为机车牵引力。(2)机车的两种启动方式：恒定功率启动；匀加速启动。二、方法技巧要用好1恒定功率启动 (1)机车先做加速度逐渐减小的加速运动，后做匀速直线运动，速度图象如图所示，当FF阻时，vm。(2)能量关系：PtF阻xmv20。 2恒定加速度启动(1)速度图象如图所示。机车先做匀加速直线运动，当功率达到额定功率后获得匀加速的最大速度v1。若再加速，应保持功率不变做变加速运动，直至达到最大速度vm后做匀速运动。(2)经常用到的公式：三、易错易混要明了(1)分清是匀加速启动还是恒定功率启动。(2)匀加速启动过程中，机车功率是不断改变的，但该过程中的最大功率是额定功率，匀加速运动阶段的最大速度小于机车所能达到的最大速度，达到额定功率后做加速度减小的加速运动。(3)以额定功率启动的过程中，机车做加速度减小的加速运动，速度最大值等于，牵引力是变力，牵引力做的功WPt。【复习巩固题】1、汽车发动机的额定功率为P1，它在水平路面上行驶时受到的阻力Ff大小恒定，汽车在水平路面上由静止开始做直线运动，最大车速为v.汽车发动机的输出功率随时间变化的图象如图所示则()A汽车开始时做匀加速运动，t1时刻速度达到v，然后做匀速直线运动B汽车开始时做匀加速直线运动，t1时刻后做加速度逐渐减小的直线运动，速度达到v后做匀速直线运动C汽车开始时牵引力逐渐增大，t1时刻牵引力与阻力大小相等D汽车开始时牵引力恒定，t1时刻牵引力与阻力大小相等2、一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为v1时，起重机的有用功率达到最大值P以后，起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到以最大速度v2匀速上升为止，物体上升的高度为h，则整个过程中，下列说法正确的是()A钢绳的最大拉力为B钢绳的最大拉力为C重物的最大速度v2D重物匀加速运动的加速度为g3、一辆车重5t，额定功率为80kW，初速度为零，以加速度a=1m/s2作匀加速直线运动，车受的阻力为车重的0.06倍，g取10m/s2，求：分析车从静止开始匀加速至匀速过程中车的牵引力和发动机的功率如何变化。车作匀加速直线运动能维持多长时间。车作匀加速直线运动过程的平均功率。车加速10s末的瞬时功率。车速的最大值。一、基础知识要记牢(1)动能定理表达式：W合Ek2Ek1(2)两点说明：W合为物体在运动过程中外力的总功。动能增量Ek2Ek1一定是物体在末初两状态动能之差。二、方法技巧要用好1应用动能定理解题的基本步骤2应用动能定理解题时需注意的问题(1)当物体系统内的相互作用是杆、绳间的作用力，或是静摩擦力，或是刚性物体之间相互挤压而产生的力时，作用力与反作用力的总功等于零。因此列动能定理方程时只考虑物体系统所受的外力做功即可。(2)当物体系统内的相互作用力是弹簧、橡皮条的作用力，或是滑动摩擦力时，作用力与反作用力的总功不等于零。列动能定理方程时不但要考虑物体系统所受的合外力做功，还要考虑物体间的相互作用力做功。(3)当物体系统内各个物体的速度不相同时，要注意根据各个物体的速度分别表述不同物体的动能。三、易错易混要明了(1)动能具有相对性，其速度一般以地面为参考系。(2)动能定理的研究对象是单个物体或几个相对静止的物体组成的系统。(3)应用动能定理时，注意研究对象和研究过程的对应。【复习巩固题】1、在离地面高h处竖直上抛一质量为m的物块，抛出时的速度为v0，当物块落到地面时速度为v，用g表示重力加速度，则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于()Amghmv2mvBmv2mvmghCmghmvmv2Dmghmv2mv2、(2010年高考课标全国卷)如图所示，在外力作用下某质点运动的vt图象为正弦曲线从图中可以判断()A在0t1时间内，外力做正功B在0t1时间内，外力的功率逐渐增大C在t2时刻，外力的功率最大D在t1t3时间内，外力做的总功为零3、 构建和谐型、节约型社会深得民心，遍布于生活的方方面面自动充电式电动车就是很好的一例电动车的前轮装有发电机，发电机与蓄电池连接当在骑车者用力蹬车或电动自行车自动滑行时，自行车就可以连通发电机向蓄电池充电，将其他形式的能转化成电能储存起来现有某人骑车以500 J的初动能在粗糙的水平路面上滑行，第一次关闭自动充电装置，让车自由滑行，其动能随位移变化关系如上图所示；第二次启动自动充电装置，其动能随位移变化关系如图线所示，则第二次向蓄电池所充的电能是()A200 J B250 JC300 J D500 J4、如图所示，斜面AB和水平面BC是由同一板材上截下的两段，在B处用小圆弧连接将小铁块(可视为质点)从A处由静止释放后，它沿斜面向下滑行，进入平面，最终静止于P处若从该板材上再截下一段，搁置在A、P之间，构成一个新的斜面，再将小铁块放回A处，并轻推一下使之具有初速度v0，沿新斜面向下滑动关于此情况下小铁块的运动情况的描述正确的是()A小铁块一定能够到达P点B小铁块的初速度必须足够大才能到达P点C小铁块能否到达P点与小铁块的质量有关D以上说法均不对5、如图所示，电梯质量为M，地板上放着一质量为m的物体钢索拉电梯由静止开始向上加速运动，当上升高度为H时，速度达到v，则 ()A地板对物体的支持力做的功等于mv2 B地板对物体的支持力做的功等于mgHmv2C钢索的拉力做的功等于Mv2MgHD合力对电梯做的功等于Mv26、如图所示，质量为M、长度为L的木板静止在光滑的水平面上，质量为m的小物体(可视为质点)放在木板上最左端，现用一水平恒力F作用在小物体上，使物体从静止开始做匀加速直线运动。已知物体和木板之间的摩擦力为Ff.当物体滑到木板的最右端时，木板运动的距离为x，则在此过程中 ()A物体到达木板最右端时具有的动能为(FFf)(Lx)B物体到达木板最右端时，木板具有的动能为FfxC物体克服摩擦力所做的功为FfLD物体和木板增加的机械能为Fx一、基础知识要记牢1机械能守恒条件(1)只有重力或系统内弹簧弹力做功。(2)虽受其他力，但其他力不做功或其他力的总功为零。2三种表达式(1)守恒观点：Ek1Ep1Ek2Ep2(2)转化观点：EpEk(3)转移观点：EA增EB减二、方法技巧要用好1机械能守恒的判定(1)利用机械能的定义判断，分析动能与势能的和是否变化，如匀速下落的物体动能不变，重力势能减少，物体的机械能必减少。(2)用做功判断：若物体或系统只有重力(或弹簧弹力)做功，或有其他力做功，但其他力做功的代数和为零，则机械能守恒。(3)用能量转化来判断：若系统中只有动能和势能的相互转化，而无机械能与其他形式能的转化，则系统的机械能守恒。(4)对一些绳子突然绷紧、物体间非弹性碰撞等问题机械能一般不守恒，除非题中有特别说明或暗示。2运用机械能守恒定律解题的步骤(1)选取研究对象；(2)分析研究对象的物理过程及其初、末状态；(3)分析所研究的物理过程中，研究对象的受力情况和这些力的做功情况，判断是否满足机械能守恒定律的适用条件；(4)规定参考平面(用转化观点时，可省略这一步)；(5)根据机械能守恒定律列方程；(6)解方程，统一单位，进行运算，求出结果，进行检验。3选取三种表达式时应注意的问题第一种表达式是从“守恒”的角度反映机械能守恒，解题必须选取参考平面，而后两种表达式都是从“转化”的角度来反映机械能守恒，不必选取参考平面，具体用哪种表达式解题，要注意灵活选取。【复习巩固题】1、(2012上海高考)如图所示，可视为质点的小球A、B用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为R的光滑圆柱，A的质量为B的两倍。当B位于地面时，A恰与圆柱轴心等高。将A由静止释放，B上升的最大高度是() A2RB. C. D.2、如图，一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b.a球质量为m，静置于地面；b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧从静止开始释放b后，a可能达到的最大高度为()AH B1.5hC2h D2.5h3、 (2010年福建理综)如图(甲)所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图(乙)所示，则()At1时刻小球动能最大Bt2时刻小球动能最大Ct2t3这段时间内，小球的动能先增加后减少OBADt2t3这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能4、如图所示，一轻质弹簧固定于O点，另一端系一小球，将小球从与O点在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速地释放，让它自由摆下，不计空气阻力。在小球由A点摆向最低点B的过程中（ ）A. 小球的重力势能减少 B. 小球的重力势能增大C. 小球的机械能不变 D. 小球的机械能减少5、如图，长为L的细绳一端拴一质量为m的小球，另一端固定在O点，在O点的正下方某处P点有一钉子，把线拉成水平，由静止释放小球，使线碰到钉子后恰能在竖直面内做圆周运动，求P点的位置。一、基础知识要记牢几种常用的功能转化关系二、方法技巧要用好解决功能关系问题应该注意的两个方面(1)分析清楚是什么力做功，并且清楚该力做正功，还是做负功；根据功能之间的一一对应关系，判定能的转化形式，确定能量之间的转化多少。(2)也可以根据能量之间的转化情况，确定是什么力做功，尤其可以方便计算变力做功的多少。三、易错易混要明了内Ffl相对中l相对为相对滑动的两物体间相对滑行路径的总长度。【复习巩固题】1、已知货物的质量为m，在某段时间内起重机将货物以a的加速度加速升高h，则在这段时间内叙述正确的是(重力加速度为g)()A货物的动能一定增加mahmghB货物的机械能一定增加mahC货物的重力势能一定增加mahD货物的机械能一定增加mahmgh2、(2012安徽高考)如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力。已知AP2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中()A重力做功2mgRB机械能减少mgRC合外力做功mgR D克服摩擦力做功mgR3、 在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项。质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F，那么在他减速下降高度为h的过程中，下列说法正确的是：（g为当地的重力加速度）（ ）A.他的动能减少了Fh B.他的重力势能增加了mghC.他的机械能减少了（Fmg）h D.他的机械能减少了Fh一、基础知识要记牢机械能守恒定律与其他力学规律的综合问题的常见命题角度：(1)平抛运动规律与机械能守恒。(2)竖直抛体运动与机械能守恒。(3)轻绳、轻杆或光滑竖直面内的轨道等情境下的竖直面内的圆周运动与机械能守恒。二、方法技巧要用好解决机械能守恒定律与力学的综合应用这一类题目的解题方法：(1)对物体进行运动过程的分析，分析每一运动过程的运动规律。(2)对物体进行每一过程中的受力分析，确定有哪些力做功，有哪些力不做功。哪一过程中满足机械能守恒定律的条件。(3)分析物体的运动状态，根据机械能守恒定律及有关的力学规律列方程求解。三、易错易混要明了分析机械能守恒与竖直面内的圆周运动相结合的题目时，注意明确绳模型与杆模型在最高点临界条件的不同。【复习巩固题】1、如图所示，是某公园设计的一种惊险刺激的娱乐设施，轨道除CD部分粗糙外，其余均光滑。一挑战者质量为m，沿斜面轨道滑下，无能量损失地滑入第1个圆管形轨道，根据设计要求，在最低点与最高点各放一个压力传感器，测试挑战者对轨道的压力，并通过计算机显示出来。挑战者到达A处时刚好对管壁无压力，又经过水平轨道CD滑入第2个圆管轨道，在最高点B处挑战者对管的内侧壁压力为0.5mg，A、B分别是两轨道的最高点，然后从平台上飞入水池内，水面离轨道的距离为h2.25r。若第1个圆管轨道的半径为R，第2个圆管轨道的半径为r，g取10 m/s2，管的内径及人的尺寸相对圆管轨道的半径可以忽略不计，则(1)挑战者若能完成上述过程，则他应从离水平轨道多高的地方开始下滑？(2)挑战者从A到B的运动过程中克服轨道阻力所做的功是多少？(3)挑战者入水时的速度大小是多少？2、如图所示，有一个可视为质点的质量为m1 kg的小物块，从光滑平台上的A点以v02 m/s的初速度水平抛出，到达C点时，恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道，最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量为M3 kg的长木板已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平，木板下表面与水平地面之间光滑，小物块与长木板间的动摩擦因数0.3，圆弧轨道的半径为R0.4 m，C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角60，不计空气阻力，g取10 m/s2.求：(1)小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力；(2)要使小物块不滑出长木板，木板的长度L至少多大？实验 探究动能定理 验证机械能守恒定律【复习巩固题】1、(2009年高考安徽理综)探究力对原来静止的物体做的功与物体获得的速度的关系，实验装置如下图所示，实验主要过程如下：(1)设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、；(2)分析打点计时器打出的纸带，求出小车的速度v1、v2、v3、；(3)作出Wv草图；(4)分析Wv图象如果Wv图象是一条直线，表明W v；如果不是直线，可考虑以下关于该实验的说法中有一项不正确，它是()A本实验设法让橡皮筋对小车做的功分别为W、2W、3W、.所采用的方法是选用同样的橡皮筋，并在每次实验中使橡皮筋拉伸的长度保持一致当用1条橡皮筋进行此实验时，橡皮筋对小车做的功为W，用2条、3条、橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、实验时，橡皮筋对小车做的功分别是2W、3W、B小车运动中会受到阻力，补偿的方法，可以使木板适当倾斜C某同学在一次实验中，得到一条记录纸带，纸带上打出的点，两端密、中间疏出现这种情况的原因，可能是没有使木板倾斜或倾角太小D根据记录纸带上打出的点，求小车获得的速度的方法，是以纸带上第一点到最后一点的距离来进行计算2、为了探究对物体做功与物体速度变化的关系，现提供如下图所示的器材，让小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行，请思考探究思路并回答下列问题(打点计时器交流电频率为50 Hz)(1)为了消除摩擦力的影响应采取什么措施？_.(2)当我们分别用同样的橡皮筋1条、2条、3条并起来进行第1次、第2次、第3次实验时，每次实验中橡皮筋拉伸的长度应都保持一致，我们把第1次实验时橡皮筋对小车做的功记为W.(3)由于橡皮筋对小车做功而使小车获得的速度可以由打点计时器和纸带测出，如下图所示是其中四次实验打出的部分纸带(4)试根据第(2)、(3)项中的信息，填写下表.橡皮筋条数1234橡皮筋对小车做功W 小车速度v(m/s)v2/(m2/s2)从表中数据可得出结论：_.3、用如右图所示的实验装置验证机械能守恒定律实验所用的电源为学生电源，输出电压为6 V的交流电和直流电两种重锤从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点痕进行测量，即可验证机械能守恒定律(1)下面列举了该实验的几个操作步骤：A按照图示的装置安装器件；B将打点计时器接到电源的“直流输出”上；C用天平测出重锤的质量；D先接通电源，后释放纸带，打出一条纸带；E测量纸带上某些点间的距离；F根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能其中没有必要进行的步骤是_，操作不当的步骤是_.(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值根据打出的纸带，选取纸带上的连续的五个点A、B、C、D、E，测出各点之间的距离如下图所示使用交流电的频率为f，则计算重锤下落的加速度的表达式a_.(用x1、x2、x3、x4及f表示)(3)在验证机械能守恒定律的实验中发现，重锤减小的重力势能总是大于重锤增加的动能，其主要原因是重锤和纸带下落过程中存